测序很强大,为何还要拓展微生物培养?
杨瑞馥2018-05-11

今天继续推送第四期“肠·道”演讲的视频,我们又迎来一位重量级讲者——军事科学院军事医学研究院的杨瑞馥教授。


杨老师是我们国家病原微生物研究的权威专家,他和团队在鼠疫菌的遗传规律研究、病原菌溯源以及现场快速检测技术研发等方面都有建树;他们还创造性地用开源的基因组分析方法,研究过欧洲爆发的致命大肠杆菌,并将结果发表在《新英格兰医学杂志》上;杨老师本人还参加过对伊拉克的生物武器核查。


近年来,他和团队也把关注目光放到了肠道菌群,除了研究菌群与疾病的关系,还特别在培养组学上进行了深入拓展。


关于杨老师和团队的工作,请看:



听完感觉如何?杨老师推荐的18种培养肠道微生物的条件,你掌握了么?你是不是对分离培养出心仪的细菌多了一点信心?希望如此!


杨瑞馥教授演讲内容简介


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一开场,杨老师介绍了自己和团队在过去几十年的经历——他们曾经和德国科学家合作,揭示了鼠疫菌在三次大流行中的传播规律;在应对全球生物武器威胁的工作中,杨老师参加了对伊拉克的生物武器核查,并在针对副溶血弧菌等危险病原体的溯源技术中取得突破。


他还创造性地用开源的基因组分析方法,研究过欧洲爆发的致命大肠杆菌,并将结果发表在《新英格兰医学杂志》上;同时,他和团队还在微生物的现场快速检测技术上取得重大成果。


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随后,杨老师说到自己作为一位病原菌研究者,近些年来也把关注目光放到了肠道微生物上。


在阐述自己和团队重点在做微生物培养方面的工作时,杨老师特别用数字说明了培养微生物为何还任重道远——地球上和肠道里都有巨量种类的微生物,但被分离培养的还是极少数,整个领域还有很长路要走。


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紧接着,杨老师分别介绍了微生物学研究的三个黄金时期和代表性人物:


第一个黄金时期大概爆发于19世纪中叶到20世纪初,并一直持续到20世纪后半段,以“发现、培养微生物并阐明其意义”为根本特征,其中的代表性人物包括列文虎克、科赫、巴斯德、马歇尔、汤飞凡等。


金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、志贺氏菌、伊尔森氏鼠疫细菌以及我们熟知的益生菌——保加利亚乳杆菌等,就是在这个时期被发现的。


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微生物学的第二个黄金时期始于20世纪40年代,以“细菌遗传基础揭示”为根本特征。在这个时期,人类明确了遗传物质的组成和结构、噬菌体与细菌的相互作用原理、利用质粒和噬菌体进行转化和转导的方法等,分子生物学工具被大量使用,微生物本身的研究相对减少。


而现在我们处于微生物学的第三个黄金时期,以“揭示人体微生物组与健康的关系”为代表性研究方向,人类充分利用各种组学工具,正在全面揭示微生物组的奥秘。


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其中,为了充分揭示类似于人体微生物与疾病和健康的因果关系,在组学工具之外,人类再次把关注的目光投向了微生物的分离培养,不过传统的单菌培养也进化到了培养组学阶段。


质谱和高通量测序技术为培养组学提供了强大的技术平台支撑,同时有以法国马赛大学的Didier Raolut教授为代表的科学家在培养条件的摸索上取得很多突破,甚至优化到只需要18种培养条件,就可以把肠道中70%的微生物分离培养出来。


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杨老师在列示了18种培养条件后,对其中的关键因素进行了总结,提醒大家血瓶预培养、添加瘤胃液和绵羊血能大大增加可培养出的细菌新种。


随后,杨老师以在小鼠中分离培养出分节丝状菌(SFB)为例,说明如果能够在分离培养技术上取得突破,培养出一些重要的细菌,可以在类似于Nature的高水平杂志上发表研究论文。


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杨老师强调,研究的目的不仅仅是发表好文章,还可以开发很多应用。比如分离培养出AKK这株菌并对其进行充分的研究,可能能促进其在应对炎症、肥胖中的应用。


当然,就像是有15万种肿瘤标志物被报道但最终只有100种左右被转化到临床一样,分离培养微生物的转化可能也非常困难,行业人士要做好充足的心理准备。


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但在转化上有困难并不意味着微生物组没有光明的前途,杨老师认为培养组学在三大方向具有很大的空间:


一是成为人体微生物组研究的物质基础,促进菌株水平的研究,同时推动病毒、真菌等非细菌微生物的培养,也促进生物信息分析技术优化;


二是成为微生物转化的物质基础,会是类似于“化学药物库”的“活菌药物库”,也会成为诊断的标准物质,并成为后粪菌移植时代的合成粪菌的基础;


三是培养组学技术自身会不断优化,培养基和培养条件的优化会促进培养组学自身发展。


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最后,杨老师再次回到自己和团队的科研工作,简单介绍他们正在关注肠道微生物与IBD(炎症性肠病)、大肠癌等的关系,特别关注肠道微生物与免疫细胞的关联。


而在培养组学方面,他们在最近的工作中,已经分离到与大肠癌相关的100多株细菌,并充分揭示它们的遗传规律;同时,他们也在优化培养组学、生物信息学分析等技术,也有进行益生元、益生菌的研究与开发。


(内容简介结束)


杨瑞馥教授演讲幻灯


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(分享结束)